JP6019882B2 - 電気光学装置の制御方法、電気光学装置の制御装置、電気光学装置、及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電気光学装置の制御方法、電気光学装置の制御装置、電気光学装置、及び電子機器の技術分野に関する。

電気光学装置の一例として、電気泳動粒子を含む電気泳動素子を挟んで対向する画素電極及び対向電極間に電圧を印加して、例えば黒色粒子及び白色粒子等の電気泳動粒子を移動させることで表示部に画像を表示する電気泳動表示装置がある。電気泳動素子は、例えば、複数の電気泳動粒子を夫々含む複数のマイクロカプセルを有して構成され、画素電極及び対向電極間に、樹脂等からなる接着剤によって固定される。なお、対向電極は、共通電極と呼ばれることもある。

このような電気泳動表示装置では、例えば表示面側に白色粒子を移動させるような電圧を印加することで白色を表示でき、表示面側に黒色粒子を移動させるような電圧を印加することで黒色を表示できる。また、上述した白色及び黒色に対応する各電圧が印加される期間を調整することで、白色及び黒色の中間階調（即ち、灰色）を表示することが可能とされている（例えば、特許文献１から３参照）。

中間階調を表示させる際には、白色及び黒色が表示される際の中間位置に各粒子を移動させればよい。ただし、このような制御は容易ではなく、例えば各粒子の位置にばらつきが生じてしまうことで、表示される階調にもばらつきが生じるおそれがある。特に、複数の中間階調を表示させるような場合には、表示画像に与える上述したばらつきの影響は大きい。

これに対し、例えばライトグレー（即ち、白に近い灰色）からダークグレー（即ち、黒に近い灰色）に階調を変化させる場合には、ライトグレーを表示している状態から一旦白色又は黒色を表示する位置に各粒子を移動させ、その後にダークグレーを表示する位置へと各粒子を移動させるようにすれば、画素毎の粒子の位置を揃えることができ好適に中間階調を表示させることができる。

米国特許出願公開第２００５／０００１８１２号明細書 米国特許出願公開第２００５／０２８０６２６号明細書 国際公開第２００５／１０１３６３号パンフレット

しかしながら、上述したように、相異なる極性の電圧を交互に印加して書き換えを行うと、書き換え工程全体で見た場合に、画素に印加される電圧の極性に偏りが生じてしまうおそれがある。具体的には、例えば負極性の電圧を印加する期間と、正極性の電圧を印加する期間とに差が生じてしまうおそれがある。
本願発明者の研究するところによれば、上述した極性の偏りが生じてしまうと、例えば表示の焼き付きや表示部の劣化といった不具合が生じることが判明している。しかしながら、上述した先行技術文献では、このような極性の偏りについて全く言及していない。言い換えれば、上述した先行技術文献を含む従来技術は、画素に印加される極性に偏りが生じてしまうことを防止できないという課題を有している。また、この課題は、電気光学装置において表示可能な階調数を切り替える場合に顕著となる。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

（適用例１）本適用例に係る電気光学装置の制御方法は、互いに交差する複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応して設けられ、互いに対向する画素電極及び対向電極間に電気光学物質を夫々有する複数の画素を有し、前記画素は、第１の極限光学状態、第２の極限光学状態、並びに前記第１の極限光学状態及び前記第２の極限光学状態間の複数の中間光学状態をとり得る表示部と、該表示部に画像データに応じた画像を表示させるために、前記複数の画素の各々の前記画素電極に前記画像データに応じた電圧パルスを複数のフレーム期間において供給する駆動部とを備えた電気光学装置を制御する制御方法であって、前記第１の極限光学状態、前記第２の極限光学状態、前記複数の中間光学状態からなる光学状態群のうちａ個の光学状態間で遷移を行うための第１駆動スキームと、前記光学状態群のうちｂ個（ｂ＞ａ）の光学状態間で遷移を行うための第２駆動スキームと、を切り替えて制御し、前記第１駆動スキームにおいて、前記ａ個の光学状態に含まれる光学状態Ａから光学状態Ｂへと遷移させる場合の駆動電圧及び駆動時間の積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）と、前記画素を前記光学状態Ｂから前記光学状態Ａへと遷移させる場合の駆動電圧及び駆動時間の積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）との関係が
Ｗ（Ａ→Ｂ）＝−Ｗ（Ｂ→Ａ）
を満たし、前記第２駆動スキームにおける、前記光学状態Ａ及び前記光学状態Ｂに関する前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）は、前記第１駆動スキームにおける前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）とそれぞれ等しいことを特徴とする。
このような構成によれば、Ｗ（Ａ→Ｂ）＝−Ｗ（Ｂ→Ａ）という関係が満たされることにより、書き換え画素に対して印加される電圧の極性に偏りが生じてしまうことを防止することができる。また、第１駆動スキームと第２駆動スキームとの間で積分値Ｗの値を等しくすることにより、駆動スキームを変更した前後において電圧の極性の偏りが生じてしまうことを防止することができる。これにより、画素におけるＤＣバランスが崩れてしまうことが抑制され、表示の焼き付きや表示部の劣化といった不具合を効果的に防止できる。
ここで「極限光学状態」とは、表示部における電気光学物質に対して所定の電圧を十分に印加することで実現される光学状態である。ただし、「極限光学状態」は、それ以上所定の電圧を印加しても光学状態が全く変化しない状態を意味するだけでなく、例えば複数の画素が同時に極限光学状態となることで、画素間での光学状態のばらつきを低減できる程度に各画素の光学状態を揃えることが可能な光学状態を含む広い概念である。具体的には、例えば電気光学物質が白色の粒子及び黒色の粒子を含む電気泳動素子として構成される場合において、白色の粒子が表示面側に十分に引き寄せられることで表示される白色や、黒色の粒子が表示面側に十分に引き寄せられることで表示される黒色を表示する際の光学状態が「極限光学状態」に該当する。
また「中間光学状態」とは、第１の極限光学状態と第２の極限光学状態との中間の光学状態を意味しており、例えば上述した白色及び黒色を表示する際の光学状態を極限光学状態とする場合には、灰色を表示する際の光学状態が該当する。

（適用例２）上記電気光学装置の制御方法において、前記第１駆動スキームの前記ａ個の光学状態は、前記第２駆動スキームの前記ｂ個の光学状態のいずれかと等しくなるように選択されることが好ましい。
この構成によれば、複数の駆動スキーム間で駆動スキームを変更する際の階調ずれ等の不具合を防止することができる。

（適用例３）上記電気光学装置の制御方法において、前記第１駆動スキームと、前記第２駆動スキームと、前記光学状態群のうちｃ個（ｃ＞ｂ）の光学状態間で遷移を行うための第３駆動スキームと、を切り替えて制御し、前記第１駆動スキームの前記ａ個の光学状態は、前記第３駆動スキームの前記ｃ個の光学状態のいずれかとも等しくなるように選択されることが好ましい。
この構成によれば、複数の駆動スキーム間で駆動スキームを変更する際の階調ずれ等の不具合を防止することができる。

（適用例４）上記電気光学装置の制御方法において、前記第３駆動スキームにおける、前記光学状態Ａ及び前記光学状態Ｂに関する前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）は、前記第１駆動スキームにおける前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）とそれぞれ等しいことが好ましい。
この構成によれば、複数の駆動スキーム間で駆動スキームを変更する際にＤＣバランスが崩れる不具合を防止することができる。

（適用例５）上記電気光学装置の制御方法において、任意の光学状態Ｌｉ、Ｌｊに対し、駆動電圧及び駆動時間の積分値Ｗ（Ｌｉ→Ｌｊ）は、基準となる光学状態毎に１つのウェイト値を有するウェイトテーブルを用いて設定され、前記積分値Ｗ（Ｌｉ→Ｌｊ）は、前記ウェイトテーブルの光学状態Ｌｉのウェイト値をＷＨＴ（Ｌｉ）、光学状態Ｌｊのウェイト値をＷＨＴ（Ｌｊ）としたときに、ＷＨＴ（Ｌｊ）−ＷＨＴ（Ｌｉ）の値に比例するように決定されていることが好ましい。
この構成によれば、各光学状態に対応するウェイト値を適切な値とすることができ、確実にＷ（Ａ→Ｂ）＝−Ｗ（Ｂ→Ａ）という関係を実現できる。

（適用例６）上記電気光学装置の制御方法において、前記ウェイトテーブルは、前記駆動スキームごとに設けられ、各前記駆動スキームの前記ウェイトテーブルにおいて、同一の光学状態に対応するウェイト値は等しいことが好ましい。
この構成によれば、駆動スキームを変更する際にＤＣバランスが崩れる不具合を防止することができる。

（適用例７）本適用例に係る電気光学装置の制御装置は、互いに交差する複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応して設けられ、互いに対向する画素電極及び対向電極間に電気光学物質を夫々有する複数の画素を有し、前記画素は、第１の極限光学状態、第２の極限光学状態、並びに前記第１の極限光学状態及び前記第２の極限光学状態間の複数の中間光学状態をとり得る表示部と、該表示部に画像データに応じた画像を表示させるために、前記複数の画素の各々の前記画素電極に前記画像データに応じた電圧パルスを複数のフレーム期間において供給する駆動部とを備えた電気光学装置を制御する制御装置であって、前記第１の極限光学状態、前記第２の極限光学状態、前記複数の中間光学状態からなる光学状態群のうちａ個の光学状態間で遷移を行うための第１駆動スキームと、前記光学状態群のうちｂ個（ｂ＞ａ）の光学状態間で遷移を行うための第２駆動スキームと、を切り替えて前記電気光学装置を制御する制御部を有し、前記第１駆動スキームにおいて、前記ａ個の光学状態に含まれる光学状態Ａから光学状態Ｂへと遷移させる場合の駆動電圧及び駆動時間の積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）と、前記画素を前記光学状態Ｂから前記光学状態Ａへと遷移させる場合の駆動電圧及び駆動時間の積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）との関係が
Ｗ（Ａ→Ｂ）＝−Ｗ（Ｂ→Ａ）
を満たし、前記第２駆動スキームにおける、前記光学状態Ａ及び前記光学状態Ｂに関する前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）は、前記第１駆動スキームにおける前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）とそれぞれ等しいことを特徴とする。
このような構成によれば、Ｗ（Ａ→Ｂ）＝−Ｗ（Ｂ→Ａ）という関係が満たされることにより、書き換え画素に対して印加される電圧の極性に偏りが生じてしまうことを防止することができる。また、第１駆動スキームと第２駆動スキームとの間で積分値Ｗの値を等しくすることにより、駆動スキームを変更した前後において電圧の極性の偏りが生じてしまうことを防止することができる。これにより、画素におけるＤＣバランスが崩れてしまうことが抑制され、表示の焼き付きや表示部の劣化といった不具合を効果的に防止できる。

（適用例８）上記電気光学装置の制御装置において、前記第１駆動スキームの前記ａ個の光学状態は、前記第２駆動スキームの前記ｂ個の光学状態のいずれかと等しくなるように選択されることが好ましい。
この構成によれば、複数の駆動スキーム間で駆動スキームを変更する際の階調ずれ等の不具合を防止することができる。

（適用例９）上記電気光学装置の制御装置において、前記制御部は、前記第１駆動スキームと、前記第２駆動スキームと、前記光学状態群のうちｃ個（ｃ＞ｂ）の光学状態間で遷移を行うための第３駆動スキームと、を切り替えて制御し、前記第１駆動スキームの前記ａ個の光学状態は、前記第３駆動スキームの前記ｃ個の光学状態のいずれかとも等しくなるように選択されることが好ましい。
この構成によれば、複数の駆動スキーム間で駆動スキームを変更する際の階調ずれ等の不具合を防止することができる。

（適用例１０）上記電気光学装置の制御装置において、前記第３駆動スキームにおける、前記光学状態Ａ及び前記光学状態Ｂに関する前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）は、前記第１駆動スキームにおける前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）とそれぞれ等しいことが好ましい。
この構成によれば、複数の駆動スキーム間で駆動スキームを変更する際にＤＣバランスが崩れる不具合を防止することができる。

（適用例１１）本適用例に係る電気光学装置は、上記電気光学装置の制御装置を備えることを特徴とする。
この構成によれば、電気光学装置において画素におけるＤＣバランスが崩れてしまうことが抑制され、表示の焼き付きや表示部の劣化といった不具合を効果的に防止できる。

（適用例１２）本適用例に係る電子機器は、上記電気光学装置を備えることを特徴とする。
この構成によれば、電気機器において画素におけるＤＣバランスが崩れてしまうことが抑制され、表示の焼き付きや表示部の劣化といった不具合を効果的に防止できる。

電気泳動表示装置の全体構成を示すブロック図。 電気泳動表示装置の表示部周辺の構成を示すブロック図。 画素の電気的な構成を示す等価回路図。 電気泳動表示装置の表示部の部分断面図。 白から黒へ書き換える際の階調の変化を示すグラフ。 黒から白へ書き換える際の階調の変化を示すグラフ。 レベル３の中間階調をレベル５の中間階調に書き換える場合の電圧印加方法を示す概念図。 レベル５の中間階調をレベル３の中間階調に書き換える場合の電圧印加方法を示す概念図。 積分値Ｗを決めるために用いられるウェイトテーブルを示す図。 異なる階調数を表示可能な４つの駆動スキームの各々において選択可能な階調レベルと、その階調レベルにおいて表示される階調との対応関係を示す図。 駆動スキームα〜δにおいて積分値Ｗを決めるために用いられる４つのウェイトテーブルを示す図。 ２値の駆動スキームδにおいて階調レベル０（黒表示）から階調レベル１（白表示）へ書き換える場合の電圧印加方法を示す概念図。 ２値の駆動スキームδにおいて階調レベル１（白表示）から階調レベル０（黒表示）へ書き換える場合の電圧印加方法を示す概念図。 ８値の駆動スキームβにおいて階調レベル０（黒表示）から階調レベル７（白表示）へ書き換える場合の電圧印加方法を示す概念図。 ８値の駆動スキームβにおいて階調レベル７（白表示）から階調レベル０（黒表示）へ書き換える場合の電圧印加方法を示す概念図。 比較例１に係る、８値の駆動スキームのウェイトテーブルを示す図。 比較例１に係る、２値の駆動スキームのウェイトテーブルを示す図。 比較例１に係る、８値の駆動スキームによる電圧印加方法を示す概念図。 比較例１に係る、８値の駆動スキームによる電圧印加方法を示す概念図。 比較例１に係る、２値の駆動スキームによる電圧印加方法を示す概念図。 比較例１に係る、２値の駆動スキームによる電圧印加方法を示す概念図。 比較例２に係る、異なる階調数を表示可能な４つの駆動スキームの各々において選択可能な階調レベルと、その階調レベルにおいて表示される階調との対応関係を示す図。 変形例１に係る、異なる階調数を表示可能な４つの駆動スキームの各々において選択可能な階調レベルと、その階調レベルにおいて表示される階調との対応関係の変形例を示す図。 変形例１に係る、積分値Ｗを決めるために用いられるウェイトテーブルを示す図。 電気光学装置を適用した電子機器の一例たる電子ペーパーの構成を示す斜視図。 電気光学装置を適用した電子機器の一例たる電子ノートの構成を示す斜視図。

本実施形態に係る電気光学装置について、図１から図１５を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、本発明に係る電気光学装置の一例として、アクティブマトリックス駆動方式の電気泳動表示装置を挙げて説明する。

＜電気光学装置＞
先ず、本実施形態に係る電気泳動表示装置の全体構成について、図１から図３を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る電気泳動表示装置の全体構成を示すブロック図である。
図１において、本実施形態に係る電気泳動表示装置１は、表示部３、ＲＯＭ（Read Only Memory）４、ＲＡＭ（Random Access Memory）５、コントローラー１０、及びＣＰＵ（Central Processing Unit）１００を備えて構成されている。
表示部３は、メモリー性を有する表示素子を有しており、書き込みを行なわない状態においても表示状態が維持される表示デバイスである。なお、メモリー性とは、電圧の印加によって所定の表示状態になると、電圧が印加されなくなっても、その表示状態を維持しようとする性質をいう。

ＲＯＭ４は、電気泳動表示装置１の動作時に用いるデータを記憶する手段である。ＲＯＭ４には、例えば、各画素において目標とする表示状態を実現するための駆動電圧の波形テーブルが記憶されている。なお、ＲＯＭ４は、ＲＡＭ等の書き換え可能な記憶手段でも代用することが可能である。

ＲＡＭ５は、上述したＲＯＭ４と同様に、電気泳動表示装置１の動作時に用いるデータを記憶する手段である。ＲＡＭ５は、例えば書き換え動作前の表示状態を示すデータや書き換え後の表示状態を示すデータを記憶する。またＲＡＭ５は、例えばフレームバッファーとして機能するＶＲＡＭ（Video RAM）等を含んでおり、ＣＰＵ１００の制御に基づいて、フレーム画像データを記憶する。

コントローラー１０は、上述したＲＯＭ４やＲＡＭ５に記憶されたデータを用いて表示部３の表示動作を制御する。コントローラー１０は、表示部３に表示させる画像を示す画像信号、その他各種信号（例えば、クロック信号等）を出力することによって表示部３を制御する。

ＣＰＵ１００は、電気泳動表示装置１の動作を制御するプロセッサーであり、予め記憶されたプログラムを実行することにより、データの読み出しや書き込みを行う。ＣＰＵ１００は、例えば画像を書き換える際に、表示部３に表示させる画像データをＶＲＡＭに記憶させる。

図２は、本実施形態に係る電気泳動表示装置の表示部周辺の構成を示すブロック図である。
図２において、本実施形態に係る電気泳動表示装置１は、アクティブマトリックス駆動方式の電気泳動表示装置であり、表示部３と、コントローラー１０と、走査線駆動回路６０と、データ線駆動回路７０と、共通電位供給回路２２０とを備えている。

表示部３には、ｍ行×ｎ列分の画素２０がマトリックス状（二次元平面的）に配列されている。また、表示部３には、ｍ本の走査線４０（即ち、走査線Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍ）と、ｎ本のデータ線５０（即ち、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎ）とが互いに交差するように設けられている。具体的には、ｍ本の走査線４０は、行方向（即ち、Ｘ方向）に延在し、ｎ本のデータ線５０は、列方向（即ち、Ｙ方向）に延在している。ｍ本の走査線４０とｎ本のデータ線５０との交差に対応して画素２０が配置されている。

コントローラー１０は、走査線駆動回路６０、データ線駆動回路７０、及び共通電位供給回路２２０の動作を制御する。コントローラー１０は、例えば、クロック信号、スタートパルス等のタイミング信号を各回路に供給する。
走査線駆動回路６０は、コントローラー１０による制御下で、所定のフレーム期間中に、走査線Ｙ１、Ｙ２、…、Ｙｍの各々に走査信号をパルス的に順次供給する。
データ線駆動回路７０は、コントローラー１０による制御下で、データ線Ｘ１、Ｘ２、…、Ｘｎにデータ電位を供給する。データ電位は、基準電位ＧＮＤ（例えば０ボルト）、高電位ＶＳＨ（例えば＋１５ボルト）又は低電位−ＶＳＨ（例えば−１５ボルト）のいずれかの電位をとる。

共通電位供給回路２２０は、共通電位線９３に共通電位Ｖｃｏｍ（本実施形態では、基準電位ＧＮＤと同一の電位）を供給する。なお、共通電位Ｖｃｏｍは、共通電位Ｖｃｏｍが供給された対向電極２２（図３参照）と基準電位ＧＮＤが供給された画素電極２１（図３参照）との間に電圧が実質的に生じない範囲内で、基準電位ＧＮＤとは異なる電位であってもよい。例えば、共通電位Ｖｃｏｍが、フィードスルーによる画素電極２１の電位の変動を考慮して、画素電極２１に供給される基準電位ＧＮＤとは異なる値とされていてもよく、この場合であっても、本明細書では、共通電位Ｖｃｏｍと基準電位ＧＮＤとが同一であるとみなす。

ここで、フィードスルーとは、走査線４０に走査信号が供給され、データ線５０を介して画素電極２１に電位が供給された後に、走査線４０への走査信号の供給が終了した際（例えば走査線４０の電位が低下した際）、画素電極２１の電位が、走査線４０との間の寄生容量に起因して変動する（例えば走査線４０の電位低下とともに低下する）現象をいう。共通電位Ｖｃｏｍは、フィードスルーにより画素電極２１の電位が低下することを予め想定して、画素電極２１に供給される基準電位ＧＮＤより僅かに低い値とされることがあるが、この場合も共通電位Ｖｃｏｍと基準電位ＧＮＤとが同電位であるとみなす。

なお、コントローラー１０、走査線駆動回路６０、データ線駆動回路７０、及び共通電位供給回路２２０には、各種の信号が入出力されるが、本実施形態と特に関係のないものについては説明を省略する。

図３は、本実施形態に係る画素２０の電気的な構成を示す等価回路図である。
図３において、画素２０は、画素スイッチング用トランジスター２４と、画素電極２１と、対向電極２２と、電気泳動素子２３と、保持容量２７とを備えている。
画素スイッチング用トランジスター２４は、例えばＮ型トランジスターで構成されている。画素スイッチング用トランジスター２４は、そのゲートが走査線４０に電気的に接続されており、そのソースがデータ線５０に電気的に接続されており、そのドレインが画素電極２１及び保持容量２７に電気的に接続されている。画素スイッチング用トランジスター２４は、データ線駆動回路７０（図２参照）からデータ線５０を介して供給されるデータ電位を、走査線駆動回路６０（図２参照）から走査線４０を介してパルス的に供給される走査信号に応じたタイミングで、画素電極２１及び保持容量２７に出力する。
画素電極２１には、データ線駆動回路７０からデータ線５０及び画素スイッチング用トランジスター２４を介して、データ電位が供給される。画素電極２１は、電気泳動素子２３を介して対向電極２２と互いに対向するように配置されている。
対向電極２２は、共通電位Ｖｃｏｍが供給される共通電位線９３に電気的に接続されている。
電気泳動素子２３は、電気泳動粒子をそれぞれ含んでなる複数のマイクロカプセルから構成されている。
保持容量２７は、誘電体膜を介して対向配置された一対の電極からなり、一方の電極が、画素電極２１及び画素スイッチング用トランジスター２４に電気的に接続され、他方の電極が共通電位線９３に電気的に接続されている。保持容量２７によってデータ電位を一定期間だけ維持することができる。

次に、本実施形態に係る電気泳動表示装置の表示部の具体的な構成について、図４を参照して説明する。
図４は、本実施形態に係る電気泳動表示装置１の表示部３の部分断面図である。
図４において、表示部３は、素子基板２８と対向基板２９との間に電気泳動素子２３が挟持される構成となっている。なお、本実施形態では、対向基板２９側に画像を表示することを前提として説明する。

素子基板２８は、例えばガラスやプラスチック等からなる基板である。素子基板２８上には、ここでは図示を省略するが、図２を参照して前述した画素スイッチング用トランジスター２４、保持容量２７、走査線４０、データ線５０、共通電位線９３等が作り込まれた積層構造が形成されている。この積層構造の上層側に複数の画素電極２１が平面視でマトリックス状に設けられている。
対向基板２９は、例えばガラスやプラスチック等からなる透明な基板である。対向基板２９における素子基板２８との対向面上には、対向電極２２が複数の画素電極２１と対向してベタ状に形成されている。対向電極２２は、例えばマグネシウム銀（ＭｇＡｇ）、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電材料から形成されている。

電気泳動素子２３は、電気泳動粒子をそれぞれ含んでなる複数のマイクロカプセル８０から構成されており、例えば樹脂等からなるバインダー３０及び接着層３１によって素子基板２８及び対向基板２９間で固定されている。なお、本実施形態に係る電気泳動表示装置１は、画素電極２１等が形成された素子基板２８に、接着層３１を介して電気泳動シートを接着する製造プロセスにより製造される。ここで、電気泳動シートは、対向基板２９と、対向基板２９の素子基板２８側にバインダー３０によって固定された電気泳動素子２３とを有するシートである。

マイクロカプセル８０は、画素電極２１及び対向電極２２間に挟持され、１つの画素２０内に（言い換えれば、１つの画素電極２１に対して）１つ又は複数配置されている。
マイクロカプセル８０は、被膜８５の内部に分散媒８１と、複数の白色粒子８２と、複数の黒色粒子８３とが封入されてなる。マイクロカプセル８０は、例えば、５０μｍ程度の粒径を有する球状に形成されている。

被膜８５は、マイクロカプセル８０の外殻として機能し、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル等のアクリル樹脂、ユリア樹脂、アラビアガム、ゼラチン等の透光性を有する高分子樹脂から形成されている。

分散媒８１は、白色粒子８２及び黒色粒子８３をマイクロカプセル８０内（言い換えれば、被膜８５内）に分散させる媒質である。分散媒８１としては、水や、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、メチルセルソルブ等のアルコール系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等の各種エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエンや、キシレン、ヘキシルベンゼン、へブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン等の長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１、２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、カルボン酸塩やその他の油類を単独で又は混合して用いることができる。また、分散媒８１には、界面活性剤が配合されてもよい。

白色粒子８２は、例えば、二酸化チタン、亜鉛華（酸化亜鉛）、三酸化アンチモン等の白色顔料からなる粒子（高分子或いはコロイド）であり、例えば負に帯電されている。
黒色粒子８３は、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック等の黒色顔料からなる粒子（高分子或いはコロイド）であり、例えば正に帯電されている。
このため、白色粒子８２及び黒色粒子８３は、画素電極２１と対向電極２２との間の電位差によって発生する電場によって、分散媒８１中を移動することができる。
これらの顔料（白色顔料、黒色顔料など）には、必要に応じ、電解質、界面活性剤、金属石鹸、樹脂、ゴム、油、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤等を添加することができる。

図４において、画素電極２１と対向電極２２との間に、相対的に対向電極２２の電位が高くなるように電圧が印加された場合には、正に帯電された黒色粒子８３はクーロン力によってマイクロカプセル８０内で画素電極２１側に引き寄せられるとともに、負に帯電された白色粒子８２はクーロン力によってマイクロカプセル８０内で対向電極２２側に引き寄せられる。
この結果、マイクロカプセル８０内の表示面側（即ち、対向電極２２側）には白色粒子８２が集まることになり、表示部３の表示面にはこの白色粒子８２の色（即ち、白色）が表示されることとなる。

逆に、画素電極２１と対向電極２２との間に、相対的に画素電極２１の電位が高くなるように電圧が印加された場合には、負に帯電された白色粒子８２がクーロン力によって画素電極２１側に引き寄せられるとともに、正に帯電された黒色粒子８３はクーロン力によって対向電極２２側に引き寄せられる。
この結果、マイクロカプセル８０の表示面側には黒色粒子８３が集まることになり、表示部３の表示面にはこの黒色粒子８３の色（即ち、黒色）が表示されることとなる。

また、白色粒子８２、黒色粒子８３の位置を、表示部３の表示面側と背面側の間の中間位置とすることで、中間階調を表示する状態（中間光学状態）とすることができる。具体的には、白色粒子８２を表示面側に比較的近い中間位置とする（或いは、黒色粒子８３を表示面側から比較的遠い中間位置とする）ことで淡い灰色を表示することができ、白色粒子８２を表示面側に比較的遠い中間位置とする（或いは、黒色粒子８３を表示面側から比較的近い中間位置とする）ことで濃い灰色を表示することができる。
なお、白色粒子８２、黒色粒子８３に用いる顔料を、例えば赤色、緑色、青色等の顔料に代えることによって、赤色、緑色、青色等を表示することができる。

次に、本実施形態に係る電気泳動表示装置１の表示部３の特性について、図５及び図６を参照して説明する。以下では、本実施形態に係る電気泳動表示装置１がレベル０から７の８段階の階調を表示可能な場合を例に挙げて説明を進める。ここでは、レベル０に対応する階調を黒、レベル７に対応する階調を白とし、レベル１からレベル６に対応する階調は、黒と白との中間階調である。なお、ここで言う階調は、本発明の「光学状態」の一例であり、例えば明度や反射率と言い換えることもできる。また、以下では階調の程度を数値化したものを階調値とも呼ぶ。

図５は、表示部３における表示を白から黒へ書き換える際の階調の変化を示すグラフである。
図５において、白から黒へと画像を書き換える場合、電圧を印加する期間に対する階調の変化は、書き換え開始直後は大きいが、反対階調に近づくにつれて小さくなっていく傾向にある。即ち、白に近い階調である時点では大きく黒方向へと階調が変化するが、黒に近づくにつれて階調は変化し難くなっていく。

図６は、表示部３における表示を黒から白へ書き換える際の階調の変化を示すグラフである。
図６において、黒から白へと画像を書き換える場合も同様に、電圧を印加する期間に対する階調の変化は、書き換え開始直後は大きいが、反対階調に近づくにつれて小さくなっていく傾向にある。即ち、黒に近い階調である時点では大きく白方向へと階調が変化するが、白に近づくにつれて階調は変化し難くなっていく。

このように、表示部３は、駆動電圧の印加期間に対して階調の変化率が変動する非線形的な特性を有している。よって、単純に階調の変化率に応じた期間だけ駆動電圧を印加したとしても、所望の階調を実現することは難しい。このため本実施形態では、異なる極性の電圧を印加する複数のフェーズによって目標階調を実現する。

＜駆動波形＞
以下では、電気泳動表示装置１の画像書き換え動作に用いられる駆動波形（Waveform）について、図７から図９を参照して説明する。
図７は、白、黒を含む８値の階調を表示可能な電気泳動表示装置１において、レベル３の中間階調からレベル５の中間階調へ書き換える場合の電圧印加方法を示す概念図である。図７の電圧印加方法では、書き換え対象の画素２０には、フェーズＰ、フェーズＮ、フェーズＡ、フェーズＢ、フェーズＣの各々において所定の電圧が印加される。フェーズＰ，Ｎ，Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ１又は２以上のフレーム期間を含む。１つのフレーム期間（単に「フレーム」とも呼ぶ）は、表示部３に含まれる走査線４０が１回ずつ選択される期間であり、垂直走査期間と言い換えることもできる。

書き換え対象の画素２０の画素電極２１には、各フレーム期間において、対向電極２２の電位を基準として＋ＶＳＨ、０Ｖ、−ＶＳＨのいずれかの駆動電圧が印加される。具体的には、フェーズＰ、フェーズＢにおいては＋ＶＳＨが印加され、フェーズＮ、フェーズＡ、およびフェーズＣにおいては−ＶＳＨが印加される。これらの駆動電圧は、走査線４０が選択されている期間に、データ線５０、画素スイッチング用トランジスター２４を介して画素電極２１に印加され、保持容量２７により保持される。画素２０の表示を書き換えるためにフェーズＰ，Ｎ，Ａ，Ｂ，Ｃ中の各フレームにおいて印加される一連の駆動電圧を、駆動波形と呼ぶ。
本明細書では、画素電極２１に駆動電圧を印加することを、単に「画素に駆動電圧を印加する」、とも表記する。駆動波形の情報、すなわち、フレームごとに画素２０に印加される駆動電圧を示した情報は、例えばＲＯＭ４内の波形テーブルに記憶されている。以下、図７中の各フェーズにおける動作について詳述する。

書き換え対象の画素２０には、まずフェーズＰにおいて、黒に対応する駆動電圧＋ＶＳＨが１３フレーム印加される。これにより、表示される階調はレベル０（黒色）となる。次に、フェーズＮにおいて、白に対応する駆動電圧−ＶＳＨが１フレーム印加される。これにより、表示される階調はレベル３となる。すなわち、書き換え前にレベル３であった画素２０の表示階調は、フェーズＰを経てレベル０となり、さらにフェーズＮを経てレベル３に戻る。フェーズＰ，Ｎを設ける意味については後述する。

次に、フェーズＡにおいて、白に対応する駆動電圧−ＶＳＨが１６フレーム印加される。これにより、表示される階調はレベル７（白色）となる。フェーズＡは、白に対応する駆動電圧−ＶＳＨを、それまで表示されていた階調が白となるまでに長く印加する期間として設定される。なお、書き換え対象の画素２０において白が表示されていると判定された場合には、フェーズＡを省略することもできる。

フェーズＡによれば、目標階調（書き換え後の階調）である中間階調を実現する前に一旦白を表示させることで、各画素２０でばらつきのある白色粒子８２及び黒色粒子８３の位置を互いに揃えることが可能となる。よって、中間階調を表示する際に、各画素２０における粒子（白色粒子８２及び黒色粒子８３）の位置にばらつきが生じることに起因して、表示される階調にもばらつきが生じてしまうことを防止することができる。

続いて、フェーズＢにおいて、黒に対応する駆動電圧＋ＶＳＨが２フレーム印加される。これにより、表示される階調はレベル３となる。フェーズＢは、書き換え対象の画素２０に対して黒に対応する駆動電圧＋ＶＳＨ（即ち、フェーズＡと逆極性の電位）を印加する期間である。フェーズＢを比較的短い期間（即ち、表示階調が黒に達しない程度の期間）にすることで、白と黒との中間階調である灰色を実現可能である。ただし、上述した電気泳動素子２３の非線形的な特性に起因して、フェーズＢだけでは目標階調を実現できない場合が存在し得る。図７の場合、フェーズＢが１フレーム経過した段階ですでに表示される階調はレベル４となっており、目標階調であるレベル５より既に黒側に行き過ぎている。すなわち、フェーズＡ，Ｂのみではレベル５又は６の中間階調を表示させることができない。

そこで、次のフェーズＣにおいて階調の微調整が行われる。フェーズＣは、フェーズＢでの電圧印加によって目標階調より黒に近くなった階調を目標階調へと近づけるために設定される期間である。フェーズＣでは、書き換え対象の画素２０に対して白に対応する駆動電圧−ＶＳＨ（即ち、フェーズＡと同極性の電圧）が印加される。図７の場合、フェーズＣにおいては、書き換え対象の画素２０に対し、白に対応する駆動電圧−ＶＳＨが２フレーム印加される。これにより、表示される階調は目標階調であるレベル５となる。フェーズＣを用いることで、フェーズＢだけでは実現し得ない階調を好適に実現することが可能となる。

ところで、フェーズＡ，Ｂ，Ｃにおいては、画素２０に対し異なる極性の電圧が交互に、かつ様々なフレーム期間で印加される。このため、フェーズＡ，Ｂ，Ｃの全体を見た場合に、画素２０に印加される電圧の極性のバランス（ＤＣバランスとも呼ぶ）が崩れ、偏りが生じてしまうおそれがある。例えば負極性の電圧を印加する期間と、正極性の電圧を印加する期間とに差が生じてしまうおそれがある。

本願発明者の研究するところによれば、上述した極性の偏りが生じてしまうと、例えば表示の焼き付きや表示部の劣化といった不具合が生じることが判明している。このような不具合を防止するため、フェーズＡ，Ｂ，Ｃの前に、ＤＣバランスを保つためのフェーズＰ及びフェーズＮを実行する。

上述したように、フェーズＰにおいては、黒に対応する駆動電圧＋ＶＳＨが１３フレーム印加され、フェーズＮにおいては、白に対応する駆動電圧−ＶＳＨが１フレーム印加される。フェーズＰ、及びフェーズＮの各々の期間は、書き換えの際に印加される駆動電圧、及び駆動時間の積分値Ｗ（以下、単に「積分値Ｗ」と称することがある）が所定の値となるように設定される。

任意の光学状態Ａから光学状態Ｂへと書き換える場合の積分値を、積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）と表すこととし、フェーズＡのフレーム期間をＡＦ、フェーズＢのフレーム期間をＢＦ、フェーズＣのフレーム期間をＣＦ、フェーズＰのフレーム期間をＰＦ、フェーズＮのフレーム期間をＮＦとすると、積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）は以下の数式（１）によって求めることができる。
Ｗ（Ａ→Ｂ）＝ＶＳＨ×（−ＡＦ＋ＢＦ−ＣＦ＋ＰＦ−ＮＦ） ・・・（１）

ここで、図７の例では、レベル３の中間階調をレベル５の中間階調に書き換える場合には、フェーズＰが１３フレーム、フェーズＮが１フレーム、フェーズＡが１６フレーム、フェーズＢが２フレーム、フェーズＣが２フレームにそれぞれ設定される。よって、この場合の積分値Ｗ（３→５）は、以下の数式（２）のように求められる。なお、積分値Ｗの括弧内には階調レベルの変化（３→５）を記載しているが、本明細書において、積分値Ｗの括弧内に記載された階調レベルは、当該階調レベルに対応する光学状態を意味するものとする。
Ｗ（３→５）＝ＶＳＨ×（−１６＋２−２＋１３−１）＝−４ＶＳＨ ・・・（２）

さらに、積分値Ｗは、任意の光学状態Ａから光学状態Ｂへと書き換える場合の積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）と、光学状態Ｂから光学状態Ａへと書き換える場合の積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）との関係が、以下の数式（３）を満たすように設定される
Ｗ（Ａ→Ｂ）＝−Ｗ（Ｂ→Ａ） ・・・（３）
即ち、逆方向へ書き換える場合の積分値は、正負が異なるだけで絶対値が等しくなるようにフェーズＰ及びフェーズＮの期間がそれぞれ設定される。

図８は、レベル５の中間階調をレベル３の中間階調に書き換える場合の電圧印加方法を示す概念図である。積分値Ｗ（３→５）が−４ＶＳＨであるため、逆方向に書き換える場合の積分値Ｗ（５→３）は４ＶＳＨとなればよい。このような関係を満たすには、フェーズＰを１７フレーム、フェーズＮを４フレーム、フェーズＡを１１フレーム、フェーズＢを２フレーム、フェーズＣを０フレームとすればよい。この場合の積分値（５→３）は、以下の数式（４）のように求められる。
Ｗ（５→３）＝ＶＳＨ×（−１１＋２−０＋１７−４）＝４ＶＳＨ ・・・（４）

このようにＷ（Ａ→Ｂ）＝−Ｗ（Ｂ→Ａ）という関係が満たされることにより、書き換え画素２０に対して印加される電圧の極性に偏りが生じてしまうことを防止することができる。よって、ＤＣバランスが崩れてしまうことが抑制され、表示の焼き付きや表示部の劣化といった不具合を効果的に防止できる。

Ｗ（Ａ→Ｂ）＝−Ｗ（Ｂ→Ａ）という関係は、図５及び図６を用いて説明した非線形的な特性により、フェーズＡ、フェーズＢ、及びフェーズＣだけで実現することが極めて困難である。これに対し本実施形態では、フェーズＡ、フェーズＢ、及びフェーズＣの前に、フェーズＰ、及びフェーズＮが行われるため、フェーズＰ、及びフェーズＮの各々の期間を調節することで、好適にＷ（Ａ→Ｂ）＝−Ｗ（Ｂ→Ａ）という関係を実現することができる。

なお、フェーズＰ開始前（即ち、書き換え開始前）の階調レベルは、フェーズＮ終了後（即ち、フェーズＡ開始直前）の階調レベルと等しくされることが好ましい。例えば、図７で示す場合には、フェーズＰ開始前の階調レベル、及びフェーズＮ終了後の階調レベルが共にレベル３とされている。このようにすれば、フェーズＰ、及びフェーズＮの期間によらずに、実質的な書き換え期間であるフェーズＡ、フェーズＢ、及びフェーズＣの各期間を設定することができる。
また、フェーズＰ，Ｎ，Ａ，Ｂ，Ｃは常にすべて設ける必要はない。書き換え動作においてＷ（Ａ→Ｂ）＝−Ｗ（Ｂ→Ａ）を満たすという条件の下、フェーズＰ，Ｎ，Ａ，Ｂ，Ｃのうち一又は複数のフェーズを省略することもできる。

図９は、積分値Ｗを決めるために用いられるウェイトテーブルである。各フェーズのフレーム期間は、このウェイトテーブルを用いることで容易に設定することが可能となる。ウェイトテーブルは、０から７の各階調レベルに対応するウェイト値ＷＨＴを有している。ウェイト値ＷＨＴは、上述した画像書き換えの際の駆動電圧、及び駆動時間の積分値Ｗに対応する値である。
具体的には、目標階調に対応するウェイト値ＷＨＴから書き換え前の階調レベルに対応するウェイト値ＷＨＴを差し引いた値の正負を逆転させ、これに駆動電圧ＶＳＨを掛けた値が、実際の書き換えにおける駆動電圧、及び駆動時間の積分値となるように各フェーズの期間が設定される。

例えば、図７のようにレベル３の中間階調をレベル５の中間階調に書き換える場合、目標階調であるレベル５に対応するウェイト値ＷＨＴ（５）と、書き換え前の階調であるレベル３に対応するウェイト値ＷＨＴ（３）を用いて、積分値Ｗ（３→５）は以下の式（５）のように求められる。
Ｗ（３→５）＝−（ＷＨＴ（５）−ＷＨＴ（３））×ＶＳＨ
＝−（１０−６）×ＶＳＨ＝−４ＶＳＨ ・・・（５）
この結果に基づいて、積分値Ｗが−４ＶＳＨとなるよう、フェーズＰは１３フレーム、フェーズＮは１フレーム、フェーズＡは１６フレーム、フェーズＢは２フレーム、フェーズＣは２フレームにそれぞれ設定される。

また、図８のようにレベル５の中間階調をレベル３の中間階調に書き換える場合、積分値Ｗ（５→３）は以下の式（６）のように求められる。
Ｗ（５→３）＝−（ＷＨＴ（３）−ＷＨＴ（５））×ＶＳＨ
＝−（６−１０）×ＶＳＨ＝４ＶＳＨ ・・・（６）
この結果に基づいて、積分値Ｗが４ＶＳＨとなるよう、フェーズＰは１７フレーム、フェーズＮは４フレーム、フェーズＡは１１フレーム、フェーズＢは２フレーム、フェーズＣは０フレームにそれぞれ設定される。

このように、ウェイトテーブルを用いることで、任意の階調レベルから任意の階調レベルへ書き換える場合において、Ｗ（Ａ→Ｂ）＝−Ｗ（Ｂ→Ａ）の関係を満たすことができる。これにより、長期的なＤＣバランスを整えることができる。

＜駆動スキーム＞
図７、８の電圧印加方法、及び図９のウェイトテーブルは、いずれも電気泳動表示装置１を８階調の表示モードで使用する場合に用いられるものであるが、以下では、電気泳動表示装置１を、異なる階調数を表示可能な複数の表示モードで動作させる場合の制御方法について説明する。各表示モードにおいては、それぞれの表示モードに対応した駆動スキームにより電気泳動表示装置１が制御される。ここで駆動スキームとは、その表示モードにおいて使用される駆動波形の組を包含する概念である。

図１０は、異なる階調数を表示可能な４つの駆動スキームの各々において選択可能な階調レベルと、その階調レベルにおいて表示される階調（すなわち、その階調レベルにおいて実現される光学状態）との対応関係を示す図である。図１０では、便宜上、表示される階調（実現される光学状態）を０から１５の計１６の階調値で表している。階調値０が黒表示の光学状態に対応し、階調値１５が白表示の光学状態に対応し、階調値１乃至１４が中間階調表示の光学状態に対応する。１６個の階調値の輝度分布は必ずしも等間隔でなくてもよいが、階調値が大きいほど輝度の大きい表示であるものとする。

図１０では、１６階調、８階調、４階調、２階調を表示可能な表示モードが設けられており、これらの各表示モードでは、電気泳動表示装置１はそれぞれ駆動スキームα，β，γ，δにより制御される。
駆動スキームαは、黒表示（階調値０）を行う階調レベル０と、白表示（階調値１５）を行う階調レベル１５と、これらの中間階調（階調値１〜１４）の表示を行う階調レベル１〜１４の計１６の光学状態の間の遷移を実行可能な駆動スキームである。
駆動スキームβは、黒表示（階調値０）を行う階調レベル０と、白表示（階調値１５）を行う階調レベル７と、これらの中間階調（階調値２、４、６、９、１１、１３）の表示を行う階調レベル１〜６の計８つの光学状態の間の遷移を実行可能な駆動スキームである。
駆動スキームγは、黒表示（階調値０）を行う階調レベル０と、白表示（階調値１５）を行う階調レベル３と、これらの中間階調（階調値４、１１）の表示を行う２つの階調レベル１、２の計４つの光学状態の間の遷移を実行可能な駆動スキームである。
駆動スキームδは、黒表示（階調値０）を行う階調レベル０と、白表示（階調値１５）を行う階調レベル１の２つの光学状態の間の遷移のみ実行可能な駆動スキームである。

１６階調の駆動スキームαを用いて表示の書き換えを行う場合、書き換え前の階調値が１６通り、書き換え後の階調値が１６通りであるため、１６×１６＝２５６通りの書き換えパターンが存在する。この書き換えパターンのそれぞれに対応して駆動波形が定められるため、駆動スキームαは２５６個の駆動波形を包含する。
同様に、８階調の駆動スキームβは８×８＝６４通りの書き換えパターンに対応する６４個の駆動波形を包含し、４階調の駆動スキームγは４×４＝１６通りの書き換えパターンに対応する１６個の駆動波形を包含し、２階調の駆動スキームδは２×２＝４通りの書き換えパターンに対応する４個の駆動波形を包含する。
電気泳動表示装置１において表示可能な階調数を異ならせたい場合（すなわち表示モードを切り替えたい場合）は、駆動スキームを駆動スキームα，β，γ，δの間で相互に切り替えて制御を行えばよい。

ここで、駆動スキームγにおいて実現されうる４個の階調レベル（０〜３）に対応する光学状態（階調値０、４、１１、１５）は、駆動スキームβにおいて実現されうる８個の階調レベル（０〜７）に対応する光学状態（階調値０、２、４、６、９、１１、１３、１５）のいずれかと等しくなっている。すなわち、駆動スキームγで実現可能な４つの光学状態は、いずれも駆動スキームβによっても実現可能となっている。
同様に、駆動スキームγにおいて実現されうる４個の階調レベルに対応する光学状態は、駆動スキームαにおいて実現されうる１６個の階調レベル（０〜１５）に対応する光学状態（階調値０〜１５）のいずれかとも等しくなっている。すなわち、駆動スキームγで実現可能な８つの光学状態は、いずれも駆動スキームαによっても実現可能となっている。
また、駆動スキームβにおいて実現されうる８個の階調レベル（０〜７）に対応する光学状態（階調値０、２、４、６、９、１１、１３、１５）は、駆動スキームαにおいて実現されうる１６個の階調レベル（０〜１５）に対応する光学状態（階調値０〜１５）のいずれかと等しくなっている。すなわち、駆動スキームβで実現可能な８つの光学状態は、いずれも駆動スキームαによっても実現可能となっている。

このように、表示階調数の小さい駆動スキームにおいて実現される光学状態を、より表示階調数の大きい駆動スキームにおいても実現可能となるよう設定することで（換言すれば、表示階調数の小さい駆動スキームにおいて表示される階調値を、より表示階調数の大きい駆動スキームにおいても表示可能となるよう設定することで）、駆動スキームを、階調ずれ等の不具合なく切り替えることができる。上記において、駆動スキームγは「第１駆動スキーム」に対応し、駆動スキームβは「第２駆動スキーム」に対応し、駆動スキームαは「第３駆動スキーム」に対応する。

図１１は、駆動スキームα〜δにおいて積分値Ｗを決めるために用いられる４つのウェイトテーブルを示す図である。複数の駆動スキームを切り替えて用いる場合、図１１のようにウェイトテーブルも駆動スキームごとに設けられる。

駆動スキームαでは、駆動波形の積分値Ｗは図１１の左端のウェイトテーブルを用いて決定される。同様に、駆動スキームβでは、図１１の左から２番目のウェイトテーブルが用いられ、駆動スキームγでは、図１１の右から２番目のウェイトテーブルが用いられ、駆動スキームδでは、図１１の右端のウェイトテーブルが用いられる。積分値Ｗの決定方法は図９のウェイトテーブルと同様である。

ここで、図１１の４つのウェイトテーブルにおいては、同一の階調レベルに対応するウェイト値ＷＨＴは互いに等しくなっている。このようにすることで、駆動スキームが変更された前後においてもＷ（Ａ→Ｂ）＝−Ｗ（Ｂ→Ａ）の関係を維持することができ、ＤＣバランスを整えることが可能となる。

以下、図１２から図１５を用いて具体的に説明する。
図１２は、２値の駆動スキームδにおいて階調レベル０（黒表示）から階調レベル１（白表示）へ書き換える場合の電圧印加方法を示す概念図であり、図１３は、２値の駆動スキームδにおいて階調レベル１（白表示）から階調レベル０（黒表示）へ書き換える場合の電圧印加方法を示す概念図である。これらの書き換えにおいては、図１１の右端のウェイトテーブルを用いて積分値Ｗが決定される。すなわち、図１２の階調レベル０から１への書き換えにおける積分値Ｗは、以下の式（７）のように求められる。
Ｗ（０→１）＝−（ＷＨＴ（１）−ＷＨＴ（０））×ＶＳＨ
＝−（１０−０）＝−１０ＶＳＨ ・・・（７）
また、図１３の階調レベル１から０への書き換えにおける積分値Ｗは、以下の式（８）のように求められる。
Ｗ（１→０）＝−（ＷＨＴ（０）−ＷＨＴ（１））×ＶＳＨ
＝−（０−１０）＝１０ＶＳＨ ・・・（８）

これに基づき、図１２では、駆動電圧＋ＶＳＨが印加されるフェーズＰが２フレーム設定され、駆動電圧−ＶＳＨが印加されるフェーズＡが１２フレーム設定されており、積分値Ｗが−１０ＶＳＨとなっている。
同様に、図１３では、駆動電圧−ＶＳＨが印加されるフェーズＡが２フレーム設定され、駆動電圧＋ＶＳＨが印加されるフェーズＢが１２フレーム設定されており、積分値Ｗが１０ＶＳＨとなっている。

一方、図１４は、８値の駆動スキームβにおいて階調レベル０（黒表示）から階調レベル７（白表示）へ書き換える場合の電圧印加方法を示す概念図であり、図１５は、８値の駆動スキームβにおいて階調レベル７（白表示）から階調レベル０（黒表示）へ書き換える場合の電圧印加方法を示す概念図である。これらの書き換えにおいては、図１１の左から２番目のウェイトテーブルを用いて積分値Ｗが決定される。すなわち、図１４の階調レベル０から７への書き換えにおける積分値Ｗは、以下の式（９）のように求められる。
Ｗ（０→７）＝−（ＷＨＴ（７）−ＷＨＴ（０））×ＶＳＨ
＝−（１０−０）＝−１０ＶＳＨ ・・・（９）
また、図１５の階調レベル７から０への書き換えにおける積分値Ｗは、以下の式（１０）のように求められる。
Ｗ（７→０）＝−（ＷＨＴ（０）−ＷＨＴ（７））×ＶＳＨ
＝−（０−１０）＝１０ＶＳＨ ・・・（１０）

これに基づき、図１４では、駆動電圧＋ＶＳＨが印加されるフェーズＰが２フレーム設定され、駆動電圧−ＶＳＨが印加されるフェーズＡが１２フレーム設定されており、積分値Ｗが−１０ＶＳＨとなっている。同様に、図１５では、駆動電圧−ＶＳＨが印加されるフェーズＡが２フレーム設定され、駆動電圧＋ＶＳＨが印加されるフェーズＢが１２フレーム設定されており、積分値Ｗが１０ＶＳＨとなっている。

このように、異なる駆動スキームにおける同一の光学状態間の遷移の際の積分値Ｗが互いに等しくなっている。すなわち、駆動スキームδにおける黒（階調値０）から白（階調値１５）への遷移の際の積分値Ｗ（０→１）は−１０ＶＳＨである一方、駆動スキームβにおける黒（階調値０）から白（階調値１５）への遷移の際の積分値Ｗ（０→７）も−１０ＶＳＨとなっている。
同様に、駆動スキームδにおける白（階調値１５）から黒（階調値０）への遷移の際の積分値Ｗ（１→０）は１０ＶＳＨである一方、駆動スキームβにおける白（階調値１５）から黒（階調値０）への遷移の際の積分値Ｗ（７→０）も１０ＶＳＨとなっている。
このように設定することで、駆動スキームが変更された前後においてもＤＣバランスを整えることが可能となる。例えば、図１２のように２値の駆動スキームδにより黒表示から白表示に書き換えられた後に、図１５のように駆動スキームβにより白表示から黒表示に書き換えられた場合であっても、トータルの印加電圧の積分値Ｗが相殺されてＤＣバランスを維持することができる。

＜比較例１＞
以下では、上記実施形態の優位性を示すための比較例１として、複数の駆動スキーム間でウェイトテーブルのウェイト値ＷＨＴを揃えない場合の電圧印加方法について述べる。
図１６、図１７は、それぞれ８値、２値の駆動スキームのウェイトテーブルの例である。これらのウェイトテーブルにおいては、白に対応するウェイト値が異なっている。すなわち、図１６のウェイトテーブルでは、白に対応するウェイト値Ｗ（７）が１２となっている一方、図１７のウェイトテーブルでは、白に対応するウェイト値Ｗ（１）が１０となっている。このため、黒から白へ書き換える場合の積分値Ｗは、図１６に基づく８値の駆動スキームでは−１２ＶＳＨ、図１７に基づく２値の駆動スキームでは−１０ＶＳＨと、互いに異なる値となる。また、白から黒へ書き換える場合の積分値Ｗは、図１６に基づく８値の駆動スキームでは１２ＶＳＨ、図１７に基づく２値の駆動スキームでは１０ＶＳＨと、互いに異なる値となる。

図１８、図１９は、図１６のウェイトテーブルに基づいて各フェーズの期間を定めた８値の駆動スキームによる電圧印加方法を示す概念図である。図１８は、黒から白へ書き換える場合を示し、フェーズＰが３フレーム、フェーズＡが１５フレーム設けられている。図１８の電圧印加方法では、総フレーム数は１８、積分値Ｗは−１２ＶＳＨである。図１９は、白から黒へ書き換える場合を示し、フェーズＡが３フレーム、フェーズＢが１５フレーム設けられている。図１９の電圧印加方法では、総フレーム数は１８、積分値Ｗは１２ＶＳＨである。

図２０、図２１は、図１７のウェイトテーブルに基づいて各フェーズの期間を定めた２値の駆動スキームによる電圧印加方法を示す概念図である。図２０は、黒から白へ書き換える場合を示し、フェーズＰが２フレーム、フェーズＡが１２フレーム設けられている。図２０の電圧印加方法では、総フレーム数は１４、積分値Ｗは−１０ＶＳＨである。図２１は、白から黒へ書き換える場合を示し、フェーズＡが２フレーム、フェーズＢが１２フレーム設けられている。図２１の電圧印加方法では、総フレーム数は１４、積分値Ｗは１０ＶＳＨである。

本比較例１のように、複数の駆動スキーム間でウェイトテーブルのウェイト値ＷＨＴが揃っていない場合には、駆動スキームが変更された前後においてＤＣバランスを整えることが困難となる。例えば、図１８のように８値の駆動スキームにより黒表示から白表示に書き換えられた後に（積分値Ｗ＝−１２ＶＳＨ）、２値の駆動スキームに切り替え、図２１のように２値の駆動スキームにより白表示から黒表示に書き換えられた場合（積分値Ｗ＝１０ＶＳＨ）、トータルの印加電圧の積分値Ｗは−２ＶＳＨとなって相殺されず、ＤＣバランスを維持できなくなる。
表示可能な階調数が相対的に大きい駆動スキームでは、駆動波形が複雑になるため総フレーム数が増大し、ウェイトテーブルのウェイト値ＷＨＴが大きくなりやすい。よって、特に工夫をしない場合、本比較例１のように複数の駆動スキーム間でウェイトテーブルのウェイト値ＷＨＴが不揃いとなってＤＣバランスが崩れる不具合が発生する。これに対し、上述した実施形態では、異なる駆動スキームにおける同一の光学状態間の遷移の際の積分値Ｗを互いに等しくすることで、この不具合を回避することができる。

＜比較例２＞
次に、上記実施形態の優位性を示すための比較例２として、階調数が異なる表示モード間で、中間階調の光学状態を揃えない場合の例について説明する。

図２２は、異なる階調数を表示可能な４つの駆動スキームの各々において選択可能な階調レベルと、その階調レベルにおいて表示される階調との対応関係を示す図である。
図２２では、４値の駆動スキームγ２の階調レベルの分布が図１０の駆動スキームγと異なっている。図２２の駆動スキームγ２では、４つの階調レベルの階調値が等間隔となるように階調値の分布が決められているが、その結果、駆動スキームγ２における階調レベル１、２の光学状態（階調値）は、８値の駆動スキームβのどの階調レベルの光学状態（階調値）とも一致しない。このように、表示階調数の小さい駆動スキームにおいて実現される光学状態が、より表示階調数の大きい駆動スキームにおいて実現できないように設定してしまうと、駆動スキームの切り替えの前後で同一の光学状態が得られなくなり、表示に不具合が発生してしまう。また、駆動スキームの切り替えの前後で光学状態が異なることに起因して、ＤＣバランスを維持することができなくなるという不具合も発生する。

これに対し、上述した実施形態では、表示階調数の小さい駆動スキームにおいて実現される光学状態を、より表示階調数の大きい駆動スキームにおいても実現可能となるよう設定することで、これらの不具合を回避することができる。

以下では、上記実施形態の変形例について説明する。

＜変形例１＞
図２３は、異なる階調数を表示可能な４つの駆動スキームの各々において選択可能な階調レベルと、その階調レベルにおいて表示される階調との対応関係の変形例を示す図である。また、図２４は、図２３の各駆動スキームにおいて積分値Ｗを決めるために用いられる４つのウェイトテーブルを示す。図２３では、８値の駆動スキームβ２、４値の駆動スキームγ２の階調レベルの分布が、図１０の駆動スキームβ、γと異なっているものの、表示階調数の小さい駆動スキームにおいて実現される光学状態が、より表示階調数の大きい駆動スキームにおいても実現可能となるように設定されている。また、図２４の４つのウェイトテーブルにおいては、同一の階調レベルに対応するウェイト値ＷＨＴは互いに等しくなっている。

このように、ウェイトテーブルにおいて同一の階調レベルに対応するウェイト値ＷＨＴを等しくすることと、表示階調数の小さい駆動スキームにおいて実現される光学状態が、より表示階調数の大きい駆動スキームにおいても実現可能となるように設定すること、との条件を満たす限り、各表示モードの階調レベルの分布は任意に定めることができる。

＜変形例２＞
上記実施形態では、フェーズＡ、フェーズＣ、及びフェーズＮにおいて白に対応する電圧を印加し、フェーズＢ、及びフェーズＰにおいて黒に対応する電圧を印加する場合について説明したが、それぞれの極性は逆とされても構わない。即ち、フェーズＡ、フェーズＣ、及びフェーズＮにおいて黒に対応する電圧を印加し、フェーズＢ、及びフェーズＰにおいて白に対応する電圧を印加するようにしてもよい。

加えて、各フェーズにおいて実現される階調を白及び黒のいずれにするか選択するようにしてもよい。即ち、各フェーズにおいて実現される階調は白又は黒に固定されるのではなく、書き換え前の階調や目標階調に応じて白又は黒のいずれかが適宜選択されるようにしてもよい。このようにすれば、より効率的に中間階調を表示させることが可能となる。ただし、フェーズＡ及びフェーズＣで印加される電圧はフェーズＢで印加される電圧とは逆極性であることが条件となる。同様に、フェーズＰで印加される電圧はフェーズＮで印加される電圧とは逆極性であることが条件となる。

また、上記実施形態では、白色粒子８２が負に帯電し、黒色粒子８３が正に帯電している例で説明したが、白色粒子８２が正に帯電し、黒色粒子８３が負に帯電していてもよい。また、電気泳動素子２３は、マイクロカプセル８０を有する構成に限られず、隔壁によって仕切られた空間に電気泳動分散媒と電気泳動粒子が含まれる構成であってもよい。また、電気光学装置として電気泳動素子２３を有するものを例に説明したが、これに限定する趣旨ではない。電気光学装置は、例えば電子粉流体を用いた電気光学装置であってもよい。

＜電子機器＞
次に、前述した電気泳動表示装置を適用した電子機器について、図２５、及び図２６を参照して説明する。以下では、前述した電気泳動表示装置１を電子ペーパー、及び電子ノートに適用した場合を例にとる。

図２５は、電子ペーパー１４００の構成を示す斜視図である。
図２５に示すように、電子ペーパー１４００は、前述した実施形態に係る電気泳動表示装置１を表示部１４０１として備えている。電子ペーパー１４００は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感、及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体１４０２を備えて構成されている。

図２６は、電子ノート１５００の構成を示す斜視図である。
図２６に示すように、電子ノート１５００は、図２５で示した電子ペーパー１４００が複数枚束ねられ、カバー１５０１に挟まれているものである。カバー１５０１は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力するための表示データ入力手段（図示せず）を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパー１４００が束ねられた状態のまま、表示内容の変更や更新を行うことができる。

前述した電子ペーパー１４００、及び電子ノート１５００は、前述した実施形態に係る電気泳動表示装置１を備えるので、高品質な画像表示を行うことが可能である。
なお、これらの他に、腕時計、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部に、前述した本実施形態に係る電気泳動表示装置１を適用することができる。

３…表示部、４…ＲＯＭ、５…ＲＡＭ、１０…コントローラー、２０…画素、２１…画素電極、２２…対向電極、２４…画素スイッチング用トランジスター、２８…素子基板、２９…対向基板、４０…走査線、５０…データ線、６０…走査線駆動回路、７０…データ線駆動回路、８２…白色粒子、８３…黒色粒子、１００…ＣＰＵ、２２０…共通電位供給回路。

Claims (12)

1. 互いに交差する複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応して設けられ、互いに対向する画素電極及び対向電極間に電気光学物質を夫々有する複数の画素を有し、前記画素は、第１の極限光学状態、第２の極限光学状態、並びに前記第１の極限光学状態及び前記第２の極限光学状態間の複数の中間光学状態をとり得る表示部と、該表示部に画像データに応じた画像を表示させるために、前記複数の画素の各々の前記画素電極に前記画像データに応じた電圧パルスを複数のフレーム期間において供給する駆動部とを備えた電気光学装置を制御する制御方法であって、
   前記電圧パルスとして前記画素電極に供給される電位は、前記対向電極の電位を基準として、所定の電位差となる一方の極性の電位、前記所定の電位差となる他方の極性の電位、同等の電位、のいずれかであって、
   前記第１の極限光学状態、前記第２の極限光学状態、前記複数の中間光学状態からなる光学状態群のうちａ個の光学状態間で遷移を行うための第１駆動スキームと、
   前記光学状態群のうちｂ個（ｂ＞ａ）の光学状態間で遷移を行うための第２駆動スキームと、を切り替えて制御し、
   前記第１駆動スキームおよび前記第２駆動スキームは、遷移前の光学状態から遷移後の光学状態に遷移させる場合に、前記遷移前の光学状態から異なる光学状態に遷移させた後に前記遷移前と同じ光学状態である遷移中間段階の光学状態へ遷移させるフェーズと、前記遷移中間段階の光学状態から前記遷移後の光学状態へ遷移させるフェーズとを有し、
   前記遷移前の光学状態から前記遷移後の光学状態に遷移させる場合の駆動電圧及び駆動時間の積分値を、前記対向電極の電位に対する前記電圧パルスの電位と前記電圧パルスの印加時間との積、とした場合に、
   前記第１駆動スキームにおいて、前記ａ個の光学状態に含まれる光学状態Ａから光学状態Ｂへと遷移させる場合の駆動電圧及び駆動時間の積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）と、前記画素を前記光学状態Ｂから前記光学状態Ａへと遷移させる場合の駆動電圧及び駆動時間の積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）との関係が
   Ｗ（Ａ→Ｂ）＝−Ｗ（Ｂ→Ａ）
   を満たし、
   前記第２駆動スキームにおける、前記光学状態Ａ及び前記光学状態Ｂに関する前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）は、前記第１駆動スキームにおける前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）とそれぞれ等しいことを特徴とする電気光学装置の制御方法。
2. 前記第１駆動スキームの前記ａ個の光学状態は、前記第２駆動スキームの前記ｂ個の光学状態のいずれかと等しくなるように選択されることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置の制御方法。
3. 前記第１駆動スキームと、前記第２駆動スキームと、前記光学状態群のうちｃ個（ｃ＞ｂ）の光学状態間で遷移を行うための第３駆動スキームと、を切り替えて制御し、
   前記第１駆動スキームの前記ａ個の光学状態は、前記第３駆動スキームの前記ｃ個の光学状態のいずれかとも等しくなるように選択されることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置の制御方法。
4. 前記第３駆動スキームにおける、前記光学状態Ａ及び前記光学状態Ｂに関する前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）は、前記第１駆動スキームにおける前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）とそれぞれ等しいことを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置の制御方法。
5. 任意の光学状態Ｌｉ、Ｌｊに対し、駆動電圧及び駆動時間の積分値Ｗ（Ｌｉ→Ｌｊ）は、基準となる光学状態毎に１つのウェイト値を有するウェイトテーブルを用いて設定され、
   前記積分値Ｗ（Ｌｉ→Ｌｊ）は、前記ウェイトテーブルの光学状態Ｌｉのウェイト値をＷＨＴ（Ｌｉ）、光学状態Ｌｊのウェイト値をＷＨＴ（Ｌｊ）としたときに、ＷＨＴ（Ｌｊ）−ＷＨＴ（Ｌｉ）の値に比例するように決定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置の制御方法。
6. 前記ウェイトテーブルは、前記駆動スキームごとに設けられ、各前記駆動スキームの前記ウェイトテーブルにおいて、同一の光学状態に対応するウェイト値は等しいことを特徴とする請求項５に記載の電気光学装置の制御方法。
7. 互いに交差する複数の走査線及び複数のデータ線の交差に対応して設けられ、互いに対向する画素電極及び対向電極間に電気光学物質を夫々有する複数の画素を有し、前記画素は、第１の極限光学状態、第２の極限光学状態、並びに前記第１の極限光学状態及び前記第２の極限光学状態間の複数の中間光学状態をとり得る表示部と、該表示部に画像データに応じた画像を表示させるために、前記複数の画素の各々の前記画素電極に前記画像データに応じた電圧パルスを複数のフレーム期間において供給する駆動部とを備えた電気光学装置を制御する制御装置であって、
   前記電圧パルスとして前記画素電極に供給される電位は、前記対向電極の電位を基準として、所定の電位差となる一方の極性の電位、前記所定の電位差となる他方の極性の電位、同等の電位、のいずれかであって、
   前記第１の極限光学状態、前記第２の極限光学状態、前記複数の中間光学状態からなる光学状態群のうちａ個の光学状態間で遷移を行うための第１駆動スキームと、
   前記光学状態群のうちｂ個（ｂ＞ａ）の光学状態間で遷移を行うための第２駆動スキームと、を切り替えて前記電気光学装置を制御する制御部を有し、
   前記第１駆動スキームおよび前記第２駆動スキームは、遷移前の光学状態から遷移後の光学状態に遷移させる場合に、前記遷移前の光学状態から異なる光学状態に遷移させた後に前記遷移前と同じ光学状態である遷移中間段階の光学状態へ遷移させるフェーズと、前記遷移中間段階の光学状態から前記遷移後の光学状態へ遷移させるフェーズとを有し、
   前記遷移前の光学状態から前記遷移後の光学状態に遷移させる場合の駆動電圧及び駆動時間の積分値を、前記対向電極の電位に対する前記電圧パルスの電位と前記電圧パルスの印加時間との積、とした場合に、
   前記第１駆動スキームにおいて、前記ａ個の光学状態に含まれる光学状態Ａから光学状態Ｂへと遷移させる場合の駆動電圧及び駆動時間の積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）と、前記画素を前記光学状態Ｂから前記光学状態Ａへと遷移させる場合の駆動電圧及び駆動時間の積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）との関係が
   Ｗ（Ａ→Ｂ）＝−Ｗ（Ｂ→Ａ）
   を満たし、
   前記第２駆動スキームにおける、前記光学状態Ａ及び前記光学状態Ｂに関する前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）は、前記第１駆動スキームにおける前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）とそれぞれ等しいことを特徴とする電気光学装置の制御装置。
8. 前記第１駆動スキームの前記ａ個の光学状態は、前記第２駆動スキームの前記ｂ個の光学状態のいずれかと等しくなるように選択されることを特徴とする請求項７に記載の電気光学装置の制御装置。
9. 前記制御部は、前記第１駆動スキームと、前記第２駆動スキームと、前記光学状態群のうちｃ個（ｃ＞ｂ）の光学状態間で遷移を行うための第３駆動スキームと、を切り替えて制御し、
   前記第１駆動スキームの前記ａ個の光学状態は、前記第３駆動スキームの前記ｃ個の光学状態のいずれかとも等しくなるように選択されることを特徴とする請求項８に記載の電気光学装置の制御装置。
10. 前記第３駆動スキームにおける、前記光学状態Ａ及び前記光学状態Ｂに関する前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）は、前記第１駆動スキームにおける前記積分値Ｗ（Ａ→Ｂ）及び前記積分値Ｗ（Ｂ→Ａ）とそれぞれ等しいことを特徴とする請求項９に記載の電気光学装置の制御装置。
11. 請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の電気光学装置の制御装置を備えることを特徴とする電気光学装置。
12. 請求項１１に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。

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